27 май 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Развитието на бактериални колонии изненадващо напомня на заселването на хората в градовете

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 март 2020 в 10:2921800
Схема на метода на обработка на изображенията, обхващащ единиците в популацията (единични клетки, клъстери, агрегати и микроколонии) във времето и пространството. Снимка: Paula et al., Nature Communications, 2020

Начинът, по който се развиват бактериите в устата, много прилича на този, по който хората се заселват в градовете си, открива ново проучване, публикувано в Nature Communications.

Неслучайно названието на бактериалните общества е "колонии" и колкото повече се научава за начина им на организация, толкова повече поведението им прилича на човешкото.

Новото изследване проследява как се развиват микроколониите от индивидуални клетки и открива, че моделите на нарастване и динамиката на тези процеси прилича на нашето градско заселване.

"Използвахме такъв "сателитен" изглед, проследявайки стотици бактерии, разпределени по повърхността от началната си колония до формиране на биофилм", обяснява Хюн Коо (Hyun Koo) от Университета на Пенсилвания. "И това, което виждаме, е, че забележително, пространствените и структурните особености на нарастването са аналогични с това, което виждаме при урбанизацията".

Както и в природата, бактериите в устата на човека живеят в комплексни структури, познати като биофилми. Всъщност 99,9% от прокариотите живеят заедно с милиони свои съседи в тези колонии.

Биофилмите са навсякъде, а когато са върху зъбите ги наричаме плака. Тези плътни лепкави отлагания се премахват трудно и предпазват микроорганизмите от външни "нападения" като пастата за зъби, зъбния конец или водата за уста.

Плаката се образува като няколко идивидуални заселници развият микроколонии, но точно по какъв начин това се случва едновременно, все още не е изследвано.

Използвайки бактериите, развиващи се в устата - Streptococcus mutans, учените показват, че микробните клетки се заселват произволно и без значение какъв е типа на повърхността. Въпреки това само част от колонизаторите се струпват заедно, разраствайки се чрез "сливане със съседни бактерии в гъсто населени микроколонии".

"Смятахме, че основната част от индивидуалните бактерии ще се увеличи", разказва Коо. "Но истинското число е по-малко от 40 процента, като останалите или умират, или биват погълнати от нарастването на другите микроколонии".

Когато се появят струпванията се случва нещо интересно - те започват да взаимодействат едни с други, нараствайки и организирайки се в плътно населени "микроколонии, които след това се разрастват и сливат", за да образуват биофилм.

Динамиката и пространствената организация на нарастването на бактериалните колонии прилича на човешката урбанизация. Зелените точки са единичните клетки, червените зони - струпвания от бактерии, общият агрегат е подобен на малък град и трите светлозелени кълба са еквивалента на мегаполис - Кредит: Paula et al., Nature Communications, 2020

Този вид кооперация е интересна, тъй като предишни изследвания съобщават, че бактериите се съревновават при развитие в други видове, особено когато има оскъдни хранителни ресурси.

В този случай хранителните вещества влияят само на формирането на колониите. След това "индивидуалните микроколонии (отдалечени или близки) продължават да нарастват необезпокоявано, докато не се слеят едни с други, а слетите структури се държат и нарастват като единична нова хармонична общност", обясняват авторите. 

Едва когато се въведе друг вид микроорганизъм съперник, растежът на микроколониите се забавя.

"Тези общества (микроколонии) могат да се разрастват и сливат едни с други по колаборативен начин, без съревнование между близките общества", заключват авторите.

Този тип нарастване сочи за "комунално поведение между микроорганизми" и изглежда подобно на човешката урбанизация, където някои заселници остават на едно място, докато други се заселват в села, които след това се разрастват в гъсто населени микроколонии или градове, които след това се сливат подобно на микробните мегаградове.

Разбира се има ограничения на идеята за бактериалната урбанизация. Авторите не твърдят, че микроорганизмите си създават знаци, пътища или линии за снабдяване, но общата идея е същата и би могла да ни помогне да се справяме по-успешно с инфекции, а също може би и да бъдем по-устойчиви в строителството.

"Това е полезна аналогия, но трябва да я приемаме с доза предпазливост", обяснява Коо. "Ние не твърдим, че тези бактерии са антропоморфни. Но разглеждайки перспективата на нарастване на биофилма ни дава представа в няколко измерения за това как те нарастват, която не сме виждали досега".

Източник: Science alert - There Are Striking Similarities in The Way Bacteria And Humans Settle Into Colonies


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.